Proyecto de feria de ciencias electromagnéticas

Publicado el 8 septiembre, 2020

Introducción

Objetivo: Para hacer un imán con electricidad y un clavo.
Años: Secundaria y superior
Tiempo para completar: Una hora
Preocupaciones de seguridad: Al crear el circuito, la batería y el cable se calentarán e incluso pueden quemarlo. Toma precauciones: sujeta solo el soporte de plástico de la batería y desconecta el circuito si se calienta demasiado

En este momento, está usando electricidad para leer esta lección. ¿De dónde viene? Podría decirse la planta de energía, pero ¿de dónde la obtiene? La respuesta es la inducción electromagnética o el proceso de utilizar la fuerza magnética para generar electricidad. En las centrales eléctricas, la energía de la quema de combustibles fósiles se utiliza para hacer girar una turbina que hace girar enormes bobinas de alambre. Las bobinas giran dentro de un imán. El campo magnético hace que los electrones se muevan dentro del cable, creando una corriente que genera electricidad.


La inducción electromangética se utiliza para generar electricidad en centrales eléctricas.
inducción electromagnética

Aunque hoy no haremos nuestra propia central eléctrica, estudiaremos el proceso a la inversa. Puede usar la fuerza eléctrica dentro de un circuito para hacer un imán a partir de una pieza de metal usando también inducción electromagnética. Cuanta más corriente pase a través del cable, más fuerte será el imán. A este tipo de imán lo llamamos electroimán porque se genera a partir de electricidad.

Para construir nuestro electroimán, envolveremos un cable alrededor de un clavo y lo conectaremos a una batería para hacer un circuito completo. La uña debe magnetizarse debido a la inducción electromagnética. Si funciona, la uña debería poder recoger otros objetos metálicos. También vamos a probar cómo afecta más corriente a la fuerza del imán usando más o menos bobinas de alambre. Para medir la fuerza del campo magnético, contaremos cuántos clips pueden sostener nuestras uñas durante la inducción electromagnética.


Un clavo se puede convertir en un imán mediante inducción electromagnética.
electroimán

Materiales

  • Un clavo, de al menos tres pulgadas de largo
  • Un carrete de alambre de cobre fino
  • Una caja de clips
  • Una batería de 1,5 voltios y un soporte de plástico
  • Una tabla de datos como se muestra a continuación
Numero de bobinas Clips recogidos
25
50
75

Pasos

1. Tome su alambre y envuélvalo alrededor de su uña 25 veces. Deberá envolverlo cuidadosamente y dejar todo el espacio que pueda en cada extremo porque los sujetapapeles solo se adherirán a la uña, no al alambre. El alambre debe estar bien envuelto para que permanezca en la uña.

Consejo de seguridad: cuando el circuito esté completo, la batería y el cable se calentarán mucho si se dejan conectados. Realice rápidamente su experimento, solo sostenga el soporte de plástico de la batería y desconéctelo si el circuito se calienta demasiado.

2. Conecte el cable a la batería para formar un circuito completo. Esto permitirá que la electricidad fluya a través del cable.

3. Luego pruebe su uña como un imán. Mide cuántos clips puede sujetar la uña colocando suavemente un clip a la vez en la uña. Solo el clavo expuesto (no cubierto de alambre) actuará como imán. Coloque sus clips en los extremos que no estén cubiertos de alambre. Registre sus resultados en su tabla de datos.

4. Repita los pasos 1-3 usando 50, luego 75 bobinas de alambre.

Solución de problemas

Si su uña no está magnetizada, asegúrese de que el cable esté completamente conectado a la batería. Si no tiene un circuito completo, no puede hacer que fluya la electricidad y, por lo tanto, no se producirá inducción electromagnética. También necesitará una batería nueva. Es posible que las baterías viejas no tengan suficiente energía para magnetizar su uña. Por último, asegúrese de que su cable sea de cobre. El alambre de acero no funcionará porque no conduce ni mueve electrones tan fácilmente como el cobre.

Preguntas de discusión

  1. ¿Tu uña actuó como un imán? ¿Como supiste?
  2. ¿Cómo cambió la fuerza magnética cuando agregaste más bobinas de alambre?
  3. ¿Cómo crees que podrías hacer un imán más fuerte? ¿Qué suministros necesitarías?

Cómo funciona

El magnetismo es causado por el movimiento de partículas cargadas, como los electrones. Dado que la corriente es el movimiento de electrones, la creación de una corriente alrededor de una pieza de metal inducirá magnetismo en el metal. Esto es lo que viste hoy.

Cuando el cable se envolvió alrededor del clavo y se conectó a la batería, los electrones fluyeron a través del cable, lo que provocó que el clavo se magnetizara, lo que creó un electroimán. Mientras más corriente fluya alrededor de la uña, o mayor sea la fuerza eléctrica, mayor será la fuerza magnética de la uña. Así, el clavo con más espirales, que está creando más campos magnéticos, debería tener una fuerza magnética mayor y poder recoger más clips.

¡Puntúa este artículo!